KR100560303B1 - 자동차용 웨더스트립 색상고무 조성물 - Google Patents

자동차용 웨더스트립 색상고무 조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 자동차용 웨더스트립 색상고무 조성물에 관한 것으로, 특히 에틸렌 프로필렌 디엔 터폴리머 및 스티렌 58∼68 %를 함유하는 합성수지를 함유하는 베이스 원료에 무기충전제를 포함하여 자동차 승하차시 슬립으로 인한 긁힘, 벗겨짐을 개선하고, 감성품질, 내마모성, 및 보강성을 향상시킬 수 있는 동시에 고무의 기본적인 탄성력을 유지하고, 가공성, 인열저항, 및 내굴곡성이 우수한 자동차용 웨더스트립 색상고무 조성물에 관한 것이다.
웨더스트립용 고무, 에틸렌 프로필렌 디엔 터폴리머, 합성수지, 카본블랙, 무기충전제, 감성품질, 내마모성

Description

자동차용 웨더스트립 색상고무 조성물 {WEATHER STRIP COLOR RUBBER COMPOSITION FOR AUTOMOBILE}
도 1은 본 발명의 자동차용 웨더스트립 색상고무 조성물이 적용되는 웨더스트립 부분을 나타낸 그림이다.
본 발명은 자동차용 웨더스트립 색상고무 조성물에 관한 것으로, 특히 자동차 승하차시 슬립으로 인한 긁힘, 벗겨짐을 개선하고, 감성품질, 내마모성, 및 보강성을 향상시킬 수 있는 동시에 고무의 기본적인 탄성력을 유지하고, 가공성, 인열저항, 및 내굴곡성이 우수한 자동차용 웨더스트립 색상고무 조성물에 관한 것이다.
자동차용 웨더스트립(weather strip)은 도어와 차체사이에 장착되어 외부환경으로부터 차체를 씰링(sealing)하는 부품으로 풍절음(wind noise), 물, 먼지 등이 차량 내부에 유입되는 것을 차단하는 역할을 한다.
외부 환경으로부터 씰링기능을 하면서 도어나 트렁크 등의 개폐시 필요한 힘이나 유리 승하강시 힘이 최소화되기 위해서는 웨더스트립은 균일하고 일정한 면압 을 유지하여야 한다. 상기 웨더스트립은 고무 솔리드 형태나 스폰지 폼의 형태를 가지고 있으며, 주로 내후성이 우수한 에틸렌 프로필렌 고무(EPDM)를 사용되고 있다. 또한, 상기 에틸렌 프로필렌 고무 이외에 열가소성 고무 재료가 적용되고 있는데, 상기 열가소성 고무재료는 에틸렌 프로필렌 고무에 비해 생산공정이 간편하고 원가 절감의 효과가 있어 적용이 확대되고 있는 추세이다.
상기와 같은 웨더스트립은 일정한 경도, 내마모성, 가공성 등이 요구된다.
상기에 따라, 특정 경도를 얻기 위하여 고무성분을 베이스 원료로 함유하는 웨더스트립에 카본 블랙을 사용하여 고무와 분자결합으로 강한 경도를 나타내고자 하였다.
그러나, 최근 색상고무의 개발에 따라 웨더스트립용 고무에 경도를 부여하는 카본 블랙의 사용량이 제한되고 있으며, 이에 따라 자동차 승하차시 슬립으로 인한 긁힘, 벗겨짐 등의 현상이 쉽게 나타나는 등 내마모성이 저하된다는 문제점이 있었다.
따라서, 자동차 웨더스트립의 긁힘, 벗겨짐 등을 개선하여 내마모성이 우수하면서 동시에 다양한 색상을 나타내어 감성품질이 우수한 웨더스트립용 고무에 대한 연구가 더욱 필요한 실정이다.
상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자, 본 발명은 자동차 승하차시 슬립으로 인한 긁힘, 벗겨짐을 개선하고, 감성품질, 내마모성, 및 보강성을 향상시킬 수 있는 자동차용 웨더스트립 색상고무 조성물 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은 고무의 기본적인 탄성력을 유지하고, 가공성, 인열저항, 및 내굴곡성이 우수한 자동차용 웨더스트립 색상고무 조성물 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 자동차용 웨더스트립 색상고무 조성물에 있어서,
a)ⅰ) 에틸렌 프로필렌 디엔 터폴리머 80 내지 90 중량%; 및
ⅱ) 스티렌 58∼68 %를 함유하는 합성수지 10∼20 중량%
를 함유하는 베이스 원료 100 중량부;
b) 백카본, 실리틴, 및 탄산칼슘을 20 : 50 : 20의 비율로 혼합한 무기충전제를 5 내지 15 중량부로 함유하는 무기충전제 70 내지 85 중량부; 및
c) 붉은색을 나타내는 산화철(Fe2O3), 노란색을 나타내는 산화철(Fe2O3), 흰색을 나타내는 이산화티탄(TiO2), 및 검은색을 나타내는 카본블랙(GPF)으로 이루어지는 군으로부터 1 종 이상 선택되는 유색성분 9 내지 20 중량부
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삭제
삭제
를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 웨더스트립 색상고무 조성물을 제공한다.
또한 본 발명은 자동차용 웨더스트립 색상고무의 제조방법에 있어서,
a) 에틸렌 프로필렌 디엔 터폴리머 및 스티렌 58∼68 %를 함유하는 합성수지를 1차 혼련하는 단계; 및
b) 상기 a)단계에서 혼련한 혼합물에 무기충전제를 가하여 2차 혼련하는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 웨더스트립 색상고무의 제조방법을 제공한다.
이하 본 발명을 상세하게 설명한다.
본 발명의 자동차용 웨더스트립 색상고무 조성물은 에틸렌 프로필렌 디엔 터폴리머 80 내지 90 중량%와 스티렌 58∼68 %를 함유하는 합성수지 10∼20 중량%를 함유하는 베이스 원료 100 중량부, 및 무기충전제 70 내지 85 중량부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 사용되는 상기 a)ⅰ)의 에틸렌 프로필렌 디엔 터폴리머(ethylene propylene diene terpolymer, EPDM)는 고충진성 및 형상유지성 향상을 위하여 낮은 무늬점도인 EPDM을 사용하는 것이 좋다.
상기 에틸렌 프로필렌 디엔 터폴리머는 무늬점도(ML1+4, 100 ℃)가 10∼20인 에틸렌 프로필렌 디엔 터폴리머와 무늬점도(ML1+4, 125 ℃)가 10∼15인 에틸렌 프로필렌 디엔 터폴리머를 블렌딩하여 사용하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 무늬점도(ML1+4, 100 ℃)가 10인 에틸렌 프로필렌 디엔 터폴리머와 무늬점도(ML1+4, 125 ℃)가 13인 에틸렌 프로필렌 디엔 터폴리머를 블렌딩하여 사용하는 것이다.
상기 에틸렌 프로필렌 디엔 터폴리머는 웨더스트립용 색상고무 조성물의 베이스 원료에 80 내지 90 중량%로 포함되는 것이 바람직하며, 그 함량이 80 중량% 미만이거나, 90 중량%를 초과할 경우에는 고충진성 및 형상유지성이 저하되고, 내마모성이 저하된다는 문제점이 있다.
본 발명에 사용되는 상기 a)ⅱ)의 스티렌 58∼68 %를 함유하는 합성수지는 스티렌을 58∼68 %로 함유하는 수지면 크게 제한되지 않는다.
상기 스티렌 58∼68 %를 함유하는 합성수지는 무늬점도(ML1+4, 100 ℃)가 55 내지 65인 것이 바람직하며, 특히 본 발명에서 사용되는 합성수지는 무늬점도(ML1+4, 100 ℃)가 61인 것이다.
상기 스티렌 58∼68 %를 함유하는 합성수지는 목적하는 웨더스트립용 고무의 무늬점도에 따라 그 함량을 달리할 수 있으나, 바람직하게는 웨더스트립용 색상고무 조성물의 베이스 원료에 10 내지 20 중량%로 포함되는 것이다. 그 함량이 10 중량% 미만일 경우에는 마모개선 효과가 거의 없다는 문제점이 있으며, 20 중량%를 초과할 경우에는 무늬점도가 압출에 높은 부하를 나타내어 상승하며, 이에 따라 압출 설비에서 압출시 부하로 인한 작업이 곤란하다는 문제점이 있다.
상기와 같은 ⅰ)의 에틸렌 프로필렌 디엔 터폴리머와 ⅱ)의 스티렌 58∼68 %를 함유하는 합성수지는 5 : 1의 비율로 혼합되는 것이 고무의 적정한 무늬점도를 유지하는데 있어 바람직하다.
본 발명에 사용되는 상기 b)의 무기충전제는 통상의 무기충전제를 사용할 수 있음은 물론이며, 특히 보강성이 가장 우수한 백카본(SiO2), 실리틴(석영(SiO2) 75 %, 카오린나이트(Al2Si2O5(OH)4) 15 %, 기타성분 10 %로 구성), 및 탄산칼슘(CaCO3)을 사용하는 것이 바람직하다. 본 발명에서 사용한 상기 실리틴은 독일 Hoffmann Mineral사에서 제조한 sillitin z86이다.
상기 백카본, 실리틴, 및 탄산칼슘은 20 : 50 : 20의 혼합비율로 혼합되는 것이 바람직하며, 상기 베이스 원료 100 중량부에 대하여 5 내지 15 중량부로 포함 되는 것이 바람직하다. 그 함량이 5 중량부 미만이거나, 15 중량부를 초과할 경우에는 목적하는 경도와 보강성을 얻을 수 없다는 문제점이 있다.
한편, 상기 백카본은 본 발명에 사용되는 무기충전제 중 가장 보강성이 우수한 성분으로, 본 발명의 색상고무 조성물은 상기 백카본의 분산성을 향상시키기 위하여 폴리에틸렌 글리콜(polyethylene glycol) 1 내지 5 중량부를 추가로 포함할 수도 있다.
상기 성분으로 이루어지는 본 발명의 웨더스트립 색상고무 조성물은 유색배합시 목적하는 색상에 따라 c) 유색성분을 추가로 포함할 수 있다.
상기 유색성분은 웨더스트립 색상고무에 색상을 부여하는 작용을 한다.
상기 유색성분으로는 붉은색을 나타내는 산화철(Fe2O3), 노란색을 나타내는 산화철(Fe2O3), 흰색을 나타내는 이산화티탄(TiO2), 또는 검은색을 나타내는 카본블랙(GPF) 등을 사용할 수 있다.
상기 유색성분은 목적하고자 하는 웨더스트립 색상고무의 색상에 따라 그 함량을 달리하여 포함할 수 있으며, 일반적으로 베이스 원료 100 중량부에 대하여 9 내지 20 중량부로 포함되는 것이 바라직하며, 더욱 바람직하게는 11 내지 17 중량부로 포함되는 것이다.
상기와 같은 성분으로 이루어지는 본 발명의 자동차용 웨더스트립 색상고무 조성물은 필요에 따라 가공조제, 가교촉진제, 발포제 등의 첨가제를 추가로 포함할 수 있음은 물론이다.
상기 가공조제로는 폴리에틸렌글리콜 또는 Armoslip C.P를 사용할 수 있으며, 상기 가교촉진제로는 MBTS, ZDBC, DPTT 등을 사용할 수 있다.
또한 스폰지 형태의 배합에는 발포제를 사용할 수 있다.
상기와 같은 성분을 포함하는 본 발명의 자동차용 웨더스트립 색상고무의 무늬점도(ML1+4, 100 ℃)는 30∼34인 것이 바람직하며, 특히 32인 것이 더욱 바람직하다.
또한 본 발명은 에틸렌 프로필렌 디엔 터폴리머 및 스티렌 58∼68 %를 함유하는 합성수지를 1차 혼련한 후, 상기 혼련한 혼합물에 무기충전제 및 유색성분을 가하여 2차 혼련하는 단계를 포함하는 자동차용 웨더스트립 색상고무의 제조방법을 제공한다.
본 발명에서 사용되는 상기 스티렌 58∼68 %를 함유하는 합성수지는 무늬점도(ML1+4, 100 ℃)가 61인 것으로 종래 사용설비인 니이더(kneader)에서 블렌딩시 합성수지의 분산이 어려울 뿐 아니라, 에틸렌 프로필렌 디엔 터폴리머와의 혼합이 어렵게 된다. 따라서, 상기 합성수지와 EPDM는 믹싱 효과를 향상시키기 위하여 오픈 밀(open mill)에서 1차 혼련하는 것이 바람직하다.
또한 상기 혼련된 혼합물에 무기충전제와 유색성분, 필요에 따라 첨가제를 추가로 첨가하여 2차 혼련을 실시하는데, 이때 상기 2차 혼련은 통상의 니이더에서 실시할 수 있다.
상기와 같은 본 발명의 자동차용 웨더스트립 색상고무 조성물은 자동차 승하차시 슬립으로 인한 긁힘, 벗겨짐을 개선하고, 감성품질, 내마모성, 및 보강성을 향상시킬 수 있는 동시에 고무의 기본적인 탄성력을 유지하고, 가공성, 인열저항, 및 내굴곡성이 우수한 잇점이 있다. 특히, 본 발명의 웨더스트립용 색상고무 조성물은 종래 색상 고무와 비교하여 내마모성을 10 배 이상 향상시킬 수 있다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
[실시예]
실시예 1
에틸렌 프로필렌 디엔 터폴리머 84 중량%를 오픈 밀(open mill)에 감고 열입한 후, 무늬점도(ML1+4, 100 ℃)가 61인 스티렌 58∼68 %를 함유하는 합성수지 16 중량%를 가하여 1차 혼련하여 베이스 원료 100 중량부를 준비하였다. 상기 1차 혼련한 혼합물에 백카본(SiO2), 실리틴(탄산염의 화학적 조성으로 구성된 원재료), 및 탄산칼슘(CaCO3)이 20 : 50 : 20의 비율로 혼합된 무기충전제 10 중량부와 유색성분으로 카본블랙 5 중량부를 가하여 니이더에서 2차 혼련하여 웨더스트립용 색상고무 조성물을 제조하였다.
실시예 2
상기 실시예 1에서 2차 혼련시 가공조제로 폴리 에틸렌 글리콜 1.7 중량부 및 가교촉진제로 MBTS 1.0 중량부를 추가로 혼합한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 웨더스트립용 색상고무 조성물을 제조하였다.
비교예 1
에틸렌 프로필렌 디엔 터폴리머 100 중량부에 무기충전제로 실리틴 10 중량부를 첨가하여 니이더에서 혼련하여 웨더스트립용 색상고무 조성물을 제조하였다.
상기 실시예 1 및 비교예 1에서 제조한 웨더스트립용 색상고무 조성물을 이용하여 무늬점도, 자동차 승하차시 슬립으로 인한 긁힘 또는 벗겨짐 현상, 감성품질, 내마모성, 보강성, 가공성, 인열저항, 및 내굴곡성의 물성을 측정하고 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
[표 1]
구분 실시예 1 비교예 1
무늬점도 32 23
슬립으로 인한 긁힘 또는 벗겨짐 현저히 양호 긁힘 발생
내마모성 600 % 100 %
보강성 600 % 100 %
상기 표 1을 통하여, 본 발명에 따른 자동차용 웨더스트립 색상고무는 비교예 1과 비교하여 무늬점도, 슬립으로 인한 긁힘이나 벗겨짐, 내마모성, 및 보강성이 우수함을 확인할 수 있었다.
본 발명에 따른 자동차용 웨더스트립 색상고무 조성물은 자동차 승하차시 슬립으로 인한 긁힘, 벗겨짐을 개선하고, 감성품질, 내마모성, 및 보강성을 향상시킬 수 있는 동시에 고무의 기본적인 탄성력을 유지하고, 가공성, 인열저항, 및 내굴곡성이 우수한 효과가 있다. 특히, 종래 색상 고무와 비교하여 내마모성을 10 배 이 상 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
이상에서 본 발명의 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만, 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

Claims (3)

  1. 자동차용 웨더스트립 색상고무 조성물에 있어서,
    a)ⅰ) 에틸렌 프로필렌 디엔 터폴리머 80 내지 90 중량%; 및
    ⅱ) 스티렌 58∼68 %를 함유하는 합성수지 10∼20 중량%
    를 함유하는 베이스 원료 100 중량부;
    b) 백카본, 실리틴, 및 탄산칼슘을 20 : 50 : 20의 비율로 혼합한 무기충전제를 5 내지 15 중량부로 함유하는 무기충전제 70 내지 85 중량부; 및
    c) 붉은색을 나타내는 산화철(Fe2O3), 노란색을 나타내는 산화철(Fe2O3), 흰색을 나타내는 이산화티탄(TiO2), 및 검은색을 나타내는 카본블랙(GPF)으로 이루어지는 군으로부터 1 종 이상 선택되는 유색성분 9 내지 20 중량부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 웨더스트립 색상고무 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 a)ⅰ)의 에틸렌 프로필렌 디엔 터폴리머(ethylene propylene diene terpolymer, EPDM)가 무늬점도(ML1+4, 100 ℃)가 10∼20인 에틸렌 프로필렌 디엔 터폴리머와 무늬점도(ML1+4, 125 ℃)가 10∼15인 에틸렌 프로필렌 디엔 터폴리머를 블렌딩한 것임을 특징으로 하는 자동차용 웨더스트립 색상고무 조성물.
  3. 삭제
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KR20230068494A (ko) * 2021-11-10 2023-05-18 신성산업 주식회사 친환경성 정수기용 브라인씰 고무 조성물 및 이에 의하여 제조되는 브라인씰 성형체
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